高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步5 能量量子化学案

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步5 能量量子化学案，共3页。

一、热辐射
1．热辐射
(1)定义：我们周围的一切物体都在辐射________。这种辐射与物体的________有关，所以叫作热辐射。
(2)特点：当温度升高时，热辐射中波长________的电磁波的成分越来越强。
2．黑体
定义：能够________吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。
(2)特点
①黑体不反射电磁波，但可以向外________电磁波。
②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关。
说明 黑体不一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些可看成黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔。
例1 下列关于热辐射和黑体辐射的说法不正确的是( )
A．一切物体都在辐射电磁波
B．黑体实际上是不存在的，只是一种理想情况
C．黑体不向外辐射电磁波
D．一般物体辐射电磁波的强度与温度有关
针对训练1 很多地方用红外线热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温，关于其原理，下列说法正确的是( )
A．人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温
B．仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的温度有关
C．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较短波长的成分强
D．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较长波长的成分强
二、能量子
1．概念：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的________，这个最小的能量值ε叫能量子。
2．大小：ε＝________，其中h＝6.63×10－34 J·s。
3．爱因斯坦光子说：光是由一个个不可分割的能量子组成，能量大小为________，光的能量子称为________。
说明 能量的量子化：在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫作能量的量子化。量子化的基本特征就是在某一范围内取值是不连续的。
例2 (2023·黄冈中学高二月考)关于能量量子化，下列说法正确的是( )
A．能量子假设最早是由爱因斯坦提出来的
B．微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍
C．电磁波的波长越长，其能量子越大
D．能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，因而它一定是错误的观点
例3 (2022·重庆巴蜀中学高二期中)可见光波长的大致范围是400～760 nm，则该范围的电磁波辐射能量子ε最大值(已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)( )
A．4.97×10－21 J B．2.62×10－19 J
C．3.11 eV D．1.63 eV
三、能级
1．能级
原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作能级。
原子具有确定能量的稳定状态，称为定态。能量最低的状态叫作基态，其他的状态叫作激发态。
2．能级之间的跃迁
处于低能级的原子受到高速运动的电子的撞击，有可能跃迁到较高的能量状态，处于高能级的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子。
拓展延伸 (1)能级越低，原子越稳定。
(2)除受到高速运动的电子的撞击外，当吸收一定大小的光子的能量(等于跃迁前后的两能级之差)时，原子也能跃迁到高能级。
3．原子的发射光谱
(1)光谱特征
如图所示是氦原子的光谱，原子的发射光谱只有一些分立的亮线。
(2)光谱分立的原因
原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量，等于前后两个能级之差，因为原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的。
例4 一个氢原子从低能级跃迁到高能级，该氢原子( )
A．吸收光子，吸收光子的能量等于两能级之差
B．吸收光子，能量减少
C．放出光子，能量增加
D．放出光子，放出光子的能量等于两能级之差
针对训练2 (多选)下列说法正确的是( )
A．原子的能量是连续的，原子的能量从某一能量值变为另一能量值，可以连续变化
B．原子从低能级向高能级跃迁时放出光子
C．原子从高能级向低能级跃迁时放出光子，且光子的能量等于前后两个能级之差
D．由于能级的存在，原子放出的光子的能量是分立的，所以原子的发射光谱只有一些分立的亮线热辐射特点
吸收、反射的特点
一般物体
辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类、表面状况有关
既吸收又反射，其能力与材料的种类及入射波的波长等因素有关
黑体
辐射电磁波的强弱按波长的分布只与黑体的温度有关
完全吸收各种入射电磁波，不反射